采暖系統(tǒng)分類:
局部采暖系統(tǒng):將熱源和散熱設(shè)備合并成一個整體,分散設(shè)置在各個房間。
集中采暖系統(tǒng):具有一定作用面積、系統(tǒng)化的采暖。
組成:
熱媒制備(熱源)區(qū)域鍋爐房、熱電廠燃料、核能、地?zé)帷㈦娔堋⒐I(yè)余熱;
熱媒輸送(熱力網(wǎng))由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng);
熱媒利用(散熱設(shè)備)集中供熱系統(tǒng)利用熱能的用戶。
集中采暖系統(tǒng)分熱媒:熱水采暖系統(tǒng),蒸汽采暖系統(tǒng),熱風(fēng)采暖系統(tǒng)。
在集中采暖系統(tǒng)中,把熱量從熱源輸送到散熱器的物質(zhì)叫做“熱媒”,這些物質(zhì)有熱水、蒸汽和熱空氣等。
熱水采暖系統(tǒng):
低溫?zé)崴膳到y(tǒng):水溫≤100℃;
高溫?zé)崴膳到y(tǒng):水溫>100℃。
我國熱水采暖系統(tǒng),大多采用低溫水作為熱媒,供回水溫度多采用95/70℃;新型采暖系統(tǒng)設(shè)計供回水溫度60/40℃,50/30℃;高溫水采暖系統(tǒng)用在生產(chǎn)廠房,采用120~130/70~80℃。
單管系統(tǒng):熱水經(jīng)供水管順序流過多組散熱器,并順序地在各散熱器中冷卻的系統(tǒng)。
特點:立管上的散熱器串聯(lián)起來形成構(gòu)成一個循環(huán)環(huán)路,從上到下各層散熱器的進水溫度不同,每組散熱器的熱媒流量不能單獨調(diào)節(jié)。
雙管系統(tǒng):熱水經(jīng)供水管平行地分配給多個散熱器,冷卻后的回水自每個散熱器直接沿水管回流熱源的系統(tǒng)。
特點:每組散熱器都能組成一個循環(huán)環(huán)路,每組散熱器的供水溫度基本上是一致的,各組散熱器可自行調(diào)節(jié)熱媒流量,互相不受影響。
垂直式系統(tǒng),按供、回水干管布置位置不同,有下列幾種型式:
上供下回式雙管和單管熱水供暖系統(tǒng);
下供下回式雙管…
中供式…
下供上回式(倒流式)…
混合式…
上供下回式熱水供暖系統(tǒng)管道布置合理,適用于機械循環(huán)和重力循環(huán)兩種系統(tǒng)。
中供式熱水供暖系統(tǒng)水平供水干管敷設(shè)在系統(tǒng)中部。可節(jié)約頂層層高;減輕了上供下回式樓層過多,易出現(xiàn)垂直失調(diào)的現(xiàn)象;上部系統(tǒng)要增加排氣裝置。用于加建樓層的原有建筑物或“品”字形建筑物。
混合式熱水供暖系統(tǒng)由下供上回式和上供下回式兩組串連組成的系統(tǒng)。系統(tǒng)的壓力損失大;用在連接于高溫?zé)崴W(wǎng)路上的衛(wèi)生要求不高的民用建筑或生產(chǎn)廠房。
水平式系統(tǒng):
特點:
(1)系統(tǒng)的總造價,一般要比垂直式系統(tǒng)低;
(2)管路簡單,除供、回水總立管,沒有其它穿樓板的立管;
(3)膨脹水箱的布置,可以利用最高層的輔助空間(如樓梯間、廁所等),不必在屋頂專設(shè)安裝膨脹水箱的房間。不僅降低了造價,還不影響建筑物外形的美觀;
(4)便于分層管理和調(diào)節(jié);
(5)排氣方式相對復(fù)雜;
(6)單管水平式系統(tǒng)串連散熱器很多時,易出現(xiàn)水平失調(diào)。
重力循環(huán)系統(tǒng):
自然壓頭:在自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中,依靠鍋爐與散熱器的供水、回水溫度差而形成的密度差所產(chǎn)生的作用壓力。
特點:因為自然壓頭小,作用半徑小,不宜超過50m;沒有水泵,運行管理簡單,適用于有地下室或地坑來安裝鍋爐的小型建筑物。
自然循環(huán)熱水系統(tǒng)的排氣:
水流慢,水平干管中水的流速<0.2m/s;而干管中空氣氣泡的浮升速度為0.1~0.2m/s,立管中為0.25m/s;所以水中的空氣能逆著水流方向向高處聚集。因此,上供下回式自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)系統(tǒng)的供水干管必須有向膨脹水箱方向上升的坡向,坡度為0.005~0.01。散熱器支管的坡度一般取1%。回水干管應(yīng)有向鍋爐方向的向下坡度0.005~0.01。
機械循環(huán)系統(tǒng):
機械循環(huán)熱水系統(tǒng)的排氣:
水流速度常常超過了自水中分離出來的空氣氣泡的浮升速度。為了使氣泡不致被帶入立管,在供水干管內(nèi)要使氣泡隨著水流方向流動,應(yīng)按水流方向設(shè)上升坡度。氣泡聚集到系統(tǒng)的最高點,通過在最高點設(shè)排氣裝置.將空氣排至系統(tǒng)以外。
供水及回水干管的坡度,宜用0.003,不得小于0.002。回水干管的坡向與重力循環(huán)系統(tǒng)相同,目的是使系統(tǒng)內(nèi)的水能全部排出。
異程式系統(tǒng):靠近總立管的分立管,其循環(huán)環(huán)路較短;而遠離總立管的分立管,其循環(huán)環(huán)路較長。因此造成各個環(huán)路水頭損失不相等,最遠環(huán)路與最近環(huán)路之間的壓力損失相差也很大,壓力平衡很困難,最終導(dǎo)致熱水流量分配失調(diào),靠近總立管的供水量過剩,系統(tǒng)末端供水不足的現(xiàn)象。
同程式系統(tǒng):
在遠近立管處出現(xiàn)流量失調(diào)而引起在水平方向冷熱不均的現(xiàn)象,稱為系統(tǒng)的水平失調(diào)。
采用同程式系統(tǒng)消除或減輕系統(tǒng)的水平失調(diào)。
同程式系統(tǒng)特點:通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等。壓力損失易于平衡;金屬消耗量多。
高層建筑熱水采暖系統(tǒng):
高層建筑熱水采暖系統(tǒng):分區(qū)采暖系統(tǒng),雙線式系統(tǒng),單、雙管混合式系統(tǒng)。
分層式采暖系統(tǒng)將高層建筑熱水采暖系統(tǒng)在垂直方向上分成若干個相互獨立的系統(tǒng)。
雙線式采暖系統(tǒng)分為垂直式和水平式系統(tǒng),垂直雙線單管熱水采暖系統(tǒng)是豎向的∏形單管式立管組成,一根是上升立管,另一根是下降立管,因此各層散熱器的平均溫度近似地可認(rèn)為相同,可以減輕垂直失調(diào)。散熱器采用蛇形管或輻射板式結(jié)構(gòu)。由于單管立管的阻力較小,容易引起水平失調(diào),可以在下降立管上設(shè)置節(jié)流孔板來增大阻力,或者采用同程式系統(tǒng)來消除水平失調(diào)現(xiàn)象。雙線式采暖系統(tǒng)不能解決下部散熱器超壓的問題。
單、雙管混合系統(tǒng),在垂直方向上分為若干組,每組為若干層,每組為雙管系統(tǒng),而各組之間采用單管連接。
這種系統(tǒng)避免了因樓層高單純采用雙管系統(tǒng)所造成的嚴(yán)重垂直失調(diào)現(xiàn)象;而且支管管徑都比單管系統(tǒng)中的支管管徑小很多;由于局部系統(tǒng)都是雙管系統(tǒng),可在支管上裝設(shè)調(diào)節(jié)閥門來調(diào)節(jié)散熱器的流量。
單、雙管混合系統(tǒng)對單、雙管系統(tǒng)的特點兼而有之,是應(yīng)用較多的一種熱水采暖方式。
蒸汽采暖系統(tǒng):
1.同樣的熱負荷,蒸汽供熱時所需要的蒸汽流量比熱水供熱時所需熱水流量少得多。
2.蒸汽在散熱設(shè)備中定壓凝結(jié)放熱,散熱設(shè)備的熱媒平均溫度為該壓力下的飽和溫度。
3.蒸汽和凝水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動時,其狀態(tài)參數(shù)變化較大,且伴隨相態(tài)變化。
4.蒸汽管道中的流速,通常采用比熱水高得多的速度,可大大減輕前后加熱滯后(失調(diào))的現(xiàn)象。
5.在高層建筑供暖時,熱惰性小,供汽熱得快、停汽冷得快,對間歇供熱適用。
6.蒸汽熱媒參數(shù)適用范圍廣。
按供汽壓力大小,將蒸汽供暖系統(tǒng)分為三類:
高壓蒸汽供暖 Pb>70kPa
低壓蒸汽供暖 0<Pb≤70kPa
真空蒸汽供暖 Pb<0
按蒸汽干管布置:上供式,中供式、下供式
按立管布置特點:單管式、雙管式
按回水動力不同:重力回水、機械回水
熱風(fēng)采暖系統(tǒng):
一、熱風(fēng)采暖系統(tǒng)原理
以空氣作為熱媒,首先將空氣加熱,然后將高于室溫的熱空氣送入室內(nèi),與室內(nèi)空氣進行混合換熱,達到加熱房間、維持室內(nèi)氣溫達到采暖使用要求的目的。在這種系統(tǒng)中,空氣可以通過熱水、蒸汽或高溫?zé)煔鈦砑訜帷?/p>
二、熱風(fēng)采暖系統(tǒng)特點
熱惰性小、升溫快、室內(nèi)溫度分布均勻、溫度梯度較小、設(shè)備簡單和投資較小。
三、熱風(fēng)采暖系統(tǒng)分類
根據(jù)送風(fēng)方式的不同,熱風(fēng)采暖有集中送風(fēng)、風(fēng)道送風(fēng)及暖風(fēng)機送風(fēng)等幾種基本形式。
根據(jù)空氣來源不同,可分為直流式(即空氣為新鮮空氣,全部來自室外)、再循環(huán)式(即空氣為回風(fēng),全部來自室內(nèi))和混合式(即空氣由室內(nèi)部分回風(fēng)和室外部分新風(fēng)組成)等采暖系統(tǒng)。
輻射采暖:
一、輻射采暖原理
通過利用建筑物內(nèi)的屋頂面、地面、墻面或其它表面的輻射散熱器設(shè)備散出的熱量來達到房間或局部工作點采暖要求的目的。
二、輻射采暖的特點
1)熱效應(yīng)方面:主要以輻射來傳播熱量,但同時也伴隨著對流。
2)舒適性方面:腳暖頭涼。
3)能源消耗方面:一般情況下,總的耗熱量可減少5%~20%。
4)在使用方面:減少建筑面積占用。
三、輻射采暖分類
低溫輻射采暖系統(tǒng)-輻射板面溫度低于80℃
中溫輻射采暖系統(tǒng)-輻射板面溫度為80℃~200℃
高溫輻射采暖系統(tǒng)-輻射板面溫度高于500℃
四、輻射采暖缺點
1.需要較多的散熱板數(shù)量,而使它的初投資值較大,一般比對流采暖初投資高出約15%~20%;
2.埋管與建筑結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,使結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜,施工難度增大,維護檢查也不是很方便。
采暖系統(tǒng)熱媒的選擇:
采暖系統(tǒng)熱媒的選擇,應(yīng)根據(jù)熱媒的特性、衛(wèi)生、經(jīng)濟、使用性質(zhì)、地區(qū)采暖規(guī)劃等條件來確定。
采暖系統(tǒng)的管路布置和敷設(shè):
根據(jù)建筑物的具體條件(建筑平面的外形、結(jié)構(gòu)尺寸等)、與外網(wǎng)連接的形式、運行情況等因素合理布置。
力求布置合理、節(jié)省管材,便于調(diào)節(jié)和排除空氣,并要求各并聯(lián)環(huán)路的阻力損失易于平衡。
熱源:
鍋爐的分類:
按照用途劃分:
動力鍋爐:用于動力、發(fā)電方面的鍋爐;
供熱鍋爐:(工業(yè)鍋爐)用于工業(yè)和采暖方面的鍋爐。
基本特性參數(shù):
蒸發(fā)量:蒸汽鍋爐每小時的蒸發(fā)量,以符號D來表示,單位為t/h。
產(chǎn)熱量:熱水鍋爐單位時間產(chǎn)生的熱量,以符號Q表示,單位為kJ/h或kW。
蒸汽(或熱水)參數(shù):鍋爐出口處蒸汽或熱水的壓力和溫度。單位為MPa和℃。
受熱面蒸發(fā)率(或發(fā)熱率):每平方米受熱面每小時所產(chǎn)生的蒸發(fā)量(或熱量),單位為kg/(m2·h)或MW/m2。
鍋爐效率:鍋爐產(chǎn)生蒸汽或熱水的熱量與燃料在鍋爐內(nèi)完全燃燒時放出的全部熱量的比值,通常用符號η表示,單位為%。
鍋爐的金屬耗率:鍋爐每噸蒸發(fā)量所耗用的金屬材料的質(zhì)量(t/t)。
鍋爐的耗電率:產(chǎn)生一噸蒸汽耗電度數(shù)(kW/t)。
鍋爐房設(shè)備及系統(tǒng):
鍋爐房設(shè)備及系統(tǒng):
汽鍋的基本構(gòu)造包括鍋筒(又稱汽包)、管束、水冷壁、集箱和下降管等組成的一個封閉汽水系統(tǒng)。
爐子是燃料燃燒的設(shè)備場所。爐子包括煤斗、爐排、爐膛、除渣板、送風(fēng)裝置等組成的燃燒設(shè)備。
鍋爐附加受熱面:蒸汽過熱器;省煤器和空氣預(yù)熱器。
燃料燃燒系統(tǒng):
燃煤鍋爐:煤廠、灰渣場地、專門的運煤除灰設(shè)備、煤粉碎、篩選設(shè)備。
燃油燃氣:燃油鍋爐的燃油供給系統(tǒng)由貯油器、輸油管道、油泵和室內(nèi)油箱組成。燃氣鍋爐的燃氣由單獨設(shè)置的氣體調(diào)壓站,經(jīng)輸氣管道送至燃氣鍋爐。
汽水系統(tǒng):
汽水系統(tǒng)包括鍋爐給水、蒸汽的引出和鍋爐排污。蒸汽系統(tǒng)包括主、副汽管及其相應(yīng)的設(shè)備、附件;給水系統(tǒng)有水處理設(shè)備、水箱、水泵及給水管道和附件等;排污系統(tǒng)包括排污減溫池或擴容器、排污管等。
通風(fēng)除塵系統(tǒng):
送風(fēng)系統(tǒng)是為了把室外空氣通過風(fēng)機、風(fēng)道送入爐膛,提供燃燒過程所必需的空氣量。
排風(fēng)系統(tǒng)是為了排出鍋爐中的煙氣。
煙氣在排入煙囪、進入大氣之前,須經(jīng)過除塵器處理,以減少煙塵的排放量,使排入大氣中的有害物質(zhì)的濃度符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
儀表控制系統(tǒng):
儀表設(shè)置系統(tǒng)包括流量計、壓力表、溫度計、水位指示器、安全閥、風(fēng)壓計、電控或自控器材等。其中壓力表、安全閥、水位指示器是保證鍋爐安全運行的基本附件,合稱為鍋爐的三大安全附件。
運煤和除灰渣系統(tǒng):
鍋爐房的運煤系統(tǒng)是指把煤從鍋爐房煤場運到爐前煤斗的輸送系統(tǒng)。
目前常用的除灰渣辦法有人工除灰渣、機械除灰渣和水力除灰渣三種。
鍋爐房的位置確定與鍋爐房對建筑設(shè)計要求:
影響鍋爐房位置的因素:
應(yīng)靠近熱負荷比較集中的地區(qū)。
鍋爐房地面標(biāo)高應(yīng)至少高出洪水位500mm以上,蒸汽鍋爐房宜位于供熱區(qū)標(biāo)高較低的位置,利于回收凝結(jié)水。
利于燃料儲運和灰渣的排除。
為減少煙、灰、煤對周圍環(huán)境的污染,鍋爐房應(yīng)位于主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。
鍋爐房的位置應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),防火間距及安全規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定。
鍋爐房的發(fā)展端和煤場、油庫、灰場均應(yīng)考慮擴建的可能性
便于給水、排水和供電,且有較好的地質(zhì)條件。
散熱器:
散熱器:安裝在房間內(nèi)的一種放熱設(shè)備,也是我國目前大量使用的一種散熱設(shè)備。
種類:按其制造材質(zhì)的主要分為鑄鐵和鋼鑄兩種;按其結(jié)構(gòu)形狀可分為管型、翼型、柱型、平板型和串片式等。
膨脹水箱:
作用:
貯存系統(tǒng)加熱后的膨脹水量;在重力循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中,起排氣作用;恒定系統(tǒng)的壓力。
組成:膨脹管、循環(huán)管、溢流管、排水管、信號管。
膨脹管連接點:自然循環(huán):鍋爐出口;機械循環(huán):鍋爐入口處。
循環(huán)管距離膨脹管接點1.5~3m。
排氣設(shè)備:
自動排氣閥依靠水對浮體的浮力,通過杠桿機構(gòu)傳動,使排氣孔自動關(guān)閉,實現(xiàn)自動阻水排氣的功能。
集氣罐:
疏水器:
作用:自動阻止蒸汽逸漏且迅速排出用熱設(shè)備及其管道中的凝水,同時還能排除系統(tǒng)中積留的空氣和其他不凝性氣體。
設(shè)置:散熱器回水管支管或系統(tǒng)的凝水管上。
類型:機械型疏水器、熱動力型疏水器和熱靜力型疏水器。
疏水器很容易被系統(tǒng)管道中的雜質(zhì)堵塞,因此在疏水器前應(yīng)有過濾措施。
除污器:
除污器是阻留系統(tǒng)熱網(wǎng)水中的污物以防它們造成系統(tǒng)室內(nèi)管路的阻塞的設(shè)備,除污器一般為圓形鋼質(zhì)筒體。其接管直徑可取與干管相同的直徑。
安裝:采暖系統(tǒng)的入口調(diào)壓裝置前,或鍋爐房循環(huán)水泵的吸入口和換熱器前面;其他小孔口也應(yīng)該設(shè)除污器或過濾器。
散熱器控制閥:
散熱器控制閥安裝在散熱器入口管上,根據(jù)室溫和給定溫度之差自動調(diào)節(jié)熱媒流量的大小來自動控制散熱器散熱量的設(shè)備。主要應(yīng)用于雙管系統(tǒng)中,單管跨越系統(tǒng)中也可使用。這種設(shè)備具有恒定室溫,節(jié)約系統(tǒng)能源的功能。